Исследование разветлённойцепи однофазного переменного тока с параллельным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Резонанс токов.

Учебная цель занятия:

опытное исследование явления резонанса токов и условий, при которых он возникает в разветвленной цепи.

Теоретические сведения

Ток в каждой ветви можно определить по формуле:

I=U/ Z.

Угол сдвига фаз между напряжением и током вычисляется

tgφ = X / R.

При индуктивной нагрузке ток будет отставать от напряжения и угол φ и будет больше нуля, а при емкостной - ток опережает напряжение и угол φ и будет меньше нуля.

Параллельные цепи однофазного тока очень часто рассчитываются с помощью треугольника проводимостей.

Активная проводимость параллельной ветви             

g = R / Z,

а реактивная

b = X / Z.

Полная проводимость параллельной ветви

y= g + b.

Резонансом токов называется такое состояние электрической цепи с параллельно соединенными R, L,C, когда индуктивная составляющая тока равна емкостной.

I_a = I_р.

Это происходит тогда, когда реактивные проводимости параллельных ветвей будут равны между собой.

b_L = b_C.

При b_L>b_C, I_L>I_Cцепь имеет индуктивный характер,напряжение опережает по фазе общий ток.

При b_L<b_C, I_L<I_Cцепь имеет емкостной характер, напряжение отстает по фазе от общего тока.

В момент резонанса общий ток цепи уменьшается так, как при этом реактивная проводимость равна нулю и действует только активная проводимость.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как вычисляется общий ток при параллельном соединении приемников в цепях переменного тока?
2. Что такое резонанс токов? При каких условиях он наступает?
3. В чем физическая сущность резонанса токов?
4. Как определить резонансную емкость конденсаторной батареи, если известны индуктивность катушки и частота тока цепи?
5. Какие значения в электротехнике и радиотехнике имеет резонанс токов?
6. Чему равна полная мощность цепи при резонансе токов?

 Методические указания к выполнению работы

1. Изменяя емкость конденсатора выполнить три опыта, для которых должны выполняться условия:

а) I_L>I_C,     б)I_L=I_C,     в)I_L<I_C

2. Все данные записать в таблицу и произвести необходимые расчеты.

3. Построить векторные диаграммы для всех 3 случаев.

4. Вывод о проделанной работе

№ п/п

Измерить

Вычислить

U

I

IR

IL

IC

f

Z

R

XL

XC

P

Q

S

cos

sin

В

А

А

А

А

Гц

Ом

Ом

Ом

Ом

Вт

Вар

ВА

1

2

3

Лабораторное занятие